JP6135293B2 - Clock generation apparatus and clock generation method - Google Patents
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Description
本発明は、クロック発生装置、及び、クロック発生方法に関する。 The present invention relates to a clock generation device and a clock generation method.
無線基地局では、現在、FDD(Frequency Division Duplex)方式が採用されている
が、セルの小型化に向けてTDD(Time Division Duplex)方式の採用も検討されている。TDD方式では、FDD方式に比べて、無線基地局間の相互のタイミングが重要な課題になっている。この課題の解決のために、IEEE1588で規定されているPTP(Precision Time Protocol)と呼ばれるプロトコルまたはGPS(Global Positioning System)等を使用した時刻同期が使用される。PTP(Precision Time Protocol)は、ネッ
トワーク上のデバイスを同期する方法を規定した標準規格である。
The radio base station currently employs an FDD (Frequency Division Duplex) scheme, but the adoption of a TDD (Time Division Duplex) scheme is also being studied for cell miniaturization. In the TDD scheme, the mutual timing between radio base stations is an important issue compared to the FDD scheme. In order to solve this problem, time synchronization using a protocol called PTP (Precision Time Protocol) defined by IEEE 1588 or GPS (Global Positioning System) is used. PTP (Precision Time Protocol) is a standard that defines a method for synchronizing devices on a network.
無線基地局では、基地局間同期カードにPTPのオーディナリクロックまたはGPS受信器を実装して、これに同期したクロックを生成して、無線部にクロックを供給することで、無線基地局間同期が実現される。 In a radio base station, a PTP ordinary clock or GPS receiver is mounted on a synchronization card between base stations, a clock synchronized with this is generated, and a clock is supplied to the radio unit, thereby synchronizing between radio base stations. Is realized.
図1は、従来の無線基地局における基地局間同期カード、クロックカードの構成例を示す図である。図1の例では、無線基地局は、基地局間同期カードおよび2つのクロックカード(クロックカード#1、クロックカード#2)を含む。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an inter-base station synchronization card and a clock card in a conventional radio base station. In the example of FIG. 1, the radio base station includes an inter-base station synchronization card and two clock cards (clock card # 1, clock card # 2).
無線基地局では、クロックカードからデータ処理を行う無線カードに対して通信用クロックを供給している。クロックカードは、通信用クロックの安定供給のために冗長構成をとっている。即ち、無線基地局には、複数のクロックカードが搭載されている。クロックカードには、それぞれに高安定基準周波数発振器(以後、発振器ともいう)が搭載されている。 In the wireless base station, a communication clock is supplied from the clock card to the wireless card that performs data processing. The clock card has a redundant configuration for stable supply of a communication clock. That is, a plurality of clock cards are mounted on the radio base station. Each clock card is equipped with a highly stable reference frequency oscillator (hereinafter also referred to as an oscillator).
また、外部マスタークロック(例えば、PTPマスタ又はGPSアンテナ)を基準として同期用クロックを生成するための基地局間同期カードにも、高安定基準周波数発振器が搭載されている。 Also, a highly stable reference frequency oscillator is mounted on an inter-base station synchronization card for generating a synchronization clock based on an external master clock (for example, a PTP master or a GPS antenna).
高安定基準周波数発振器は無線基地局における精度保証のために使用される。高安定基準周波数発振器は高価であるため、使用する個数を削減することが求められる。さらに、高安定基準周波数発振器の使用個数を削減することで、精度が悪化しないようにすることが求められる。 A highly stable reference frequency oscillator is used for accuracy assurance in a radio base station. Since highly stable reference frequency oscillators are expensive, it is necessary to reduce the number of them used. Furthermore, it is required to reduce the accuracy by reducing the number of highly stable reference frequency oscillators used.
本件開示の技術は、クロック発生装置において、精度を悪化させずに高安定基準周波数発振器の個数を削減することを課題とする。 It is an object of the technology disclosed herein to reduce the number of highly stable reference frequency oscillators without degrading accuracy in a clock generator.
開示の技術は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。 The disclosed technology employs the following means in order to solve the above-described problems.
即ち、第1の態様は、
クロック信号を生成する第1発振器を有する第1装置と、クロック信号を生成する第2発振器を有する第2装置とに接続されるクロック発生装置であって、
前記第1発振器が生成したクロック信号および前記第2発振器が生成したクロック信号のうちいずれか一方を選択する選択部と、
内部クロックを含み、クロック信号に基づく累積データを格納し、前記選択部で選択されたクロック信号および前記累積データを用いて、外部マスタークロックに内部クロックを同期し、前記内部クロックに基づくクロック信号を出力するクロック部と、
前記選択部で選択されるクロック信号を切り替えることを指示する切替信号を受信した場合、前記選択部に選択するクロック信号を切り替えることを指示し、前記クロック部に前記累積データを削除することを指示する制御部と、を備え、
前記選択部は、前記制御部からの指示に基づいて、選択するクロック信号を切り替え、
前記クロック部は、前記累積データを削除する指示を受けた場合、前記累積データを削除し、前記選択部によって切り替えられたクロック信号を用いて、前記外部マスタークロックに前記内部クロックを同期し、前記内部クロックに基づくクロック信号を出力する
クロック発生装置である。
That is, the first aspect is
A clock generator connected to a first device having a first oscillator for generating a clock signal and a second device having a second oscillator for generating a clock signal,
A selector that selects one of the clock signal generated by the first oscillator and the clock signal generated by the second oscillator;
The internal clock is included, accumulated data based on the clock signal is stored, the clock signal selected by the selection unit and the accumulated data are used to synchronize the internal clock with the external master clock, and the clock signal based on the internal clock is An output clock section;
When a switching signal instructing switching of the clock signal selected by the selection unit is received, the selection unit is instructed to switch the clock signal to be selected, and the clock unit is instructed to delete the accumulated data. A control unit,
The selection unit switches a clock signal to be selected based on an instruction from the control unit,
When receiving an instruction to delete the accumulated data, the clock unit deletes the accumulated data, and synchronizes the internal clock with the external master clock using the clock signal switched by the selection unit, A clock generator that outputs a clock signal based on an internal clock.
開示の態様は、プログラムが情報処理装置によって実行されることによって実現されてもよい。即ち、開示の構成は、上記した態様における各手段が実行する処理を、情報処理装置に対して実行させるためのプログラム、或いは当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として特定することができる。また、開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を情報処理装置が実行する方法をもって特定されてもよい。 An aspect of the disclosure may be realized by executing a program by an information processing device. That is, the disclosed configuration can be specified as a program for causing the information processing apparatus to execute the processing executed by each unit in the above-described aspect, or a computer-readable recording medium on which the program is recorded. Further, the disclosed configuration may be specified by a method in which the information processing apparatus executes the process executed by each of the above-described units.
開示の技術によれば、クロック発生装置において、精度を悪化させずに高安定基準周波数発振器の個数を削減することができる。 According to the disclosed technique, the number of highly stable reference frequency oscillators can be reduced in the clock generator without degrading accuracy.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。開示の構成の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The configuration of the embodiment is an exemplification, and the disclosed configuration is not limited to the specific configuration of the disclosed embodiment. In implementing the disclosed configuration, a specific configuration according to the embodiment may be appropriately employed.
〔実施形態〕
(構成例)
図2は、無線基地局の構成例を示す図である。無線基地局10は、基地局間同期カード100、クロックカードA200、クロックカードB300、制御カード400、無線カード500、スイッチカード600、局インタフェースカード700を含む。無線基地局10は、LTE局のPTPマスタとの間でパケットを送受信する。
Embodiment
(Configuration example)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a radio base station. The radio base station 10 includes an inter-base
基地局間同期カード100は、PTPマスタからのPTPパケット等に基づいてPTPマスタのクロックに内部クロックを同期する。基地局間同期カード100は、内部クロックに基づいてクロック信号を生成し、クロックカードA200およびクロックカードB300に生成したクロック信号を出力する。
The inter-base
クロックカードA200は、基地局間同期カード100からのクロック信号等に基づいて、通信用クロック信号を生成し、無線カードに出力する。クロックカードB300は、クロックカードA200と同様の構成を有し、クロックカードA200が故障した時などの緊急用のクロックカードとして使用される。
The clock card A200 generates a communication clock signal based on the clock signal from the inter-base
制御カード400は、クロックカードA200およびクロックカードB300を制御する。無線カード500は、無線端末との間で、送信信号および受信信号に対して、ベースバンド信号処理を行う。無線カード500は、クロックカードから通信用クロック信号を受信する。スイッチカード600は、無線カードを切り替える。局インタフェースカード700は、L2SW(Layer 2 Switch)を含む。L2SWは、PTPマスタからのPTPパケットを抽出し、基地局間同期カード100に送信する。
The control card 400 controls the clock card A200 and the clock card B300.
図3は、無線基地局の基地局間同期カードおよびクロックカードの構成例を示す図である。図3の例では、無線基地局は、基地局間同期カード100、クロックカードA200、クロックカードB300を含む。基地局間同期カード100には、PTPマスタ1100、GPSアンテナ1200が接続される。PTPマスタ1100及びGPSアンテナ1200のうち、どちらか一方は、省略されてもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an inter-base station synchronization card and a clock card of a radio base station. In the example of FIG. 3, the radio base station includes an inter-base
基地局間同期カード100は、PTPデバイス102、クロック選択部112、信号変化監視部114、切替用状態遷移制御部116、同期状態監視制御部118、PTPデバイス通信部120を含む。基地局間同期カード100は、さらに、GbEPHY130、GPS140、CPU150、メモリ160を含む。
The inter-base
PTPデバイス102は、クロック選択部112から所定の周波数のクロック信号を受信する。所定の周波数は、例えば、10MHzまたは5MHzである。PTPデバイス102は、クロック選択部112から受信したクロック信号(内部クロック)の、PTPマスタ1100のクロックに対するドリフト、オフセットを補正する。PTPデバイス102は、1PPS(1 Pulse Per Second)信号、10MHzクロック信号、ToD(Time of Day)等を出力する。1PPS信号は、1秒毎のパルス信号である。ToD(Time of Day)は、時刻情報である。PTPデバイス102は、クロック部の一例である。
The
PTPデバイス102は、内部の累積データと、入力されるクロック信号と、PTPマスタ1100等からの信号によって、1PPS信号等を生成する。PTPデバイス102の内部の累積データは、入力されるクロック信号によって得られるデータである。入力されるクロック信号は、入力されるクロック信号を生成する発振器に依存する。よって、累積データは、入力されるクロック信号を生成する発振器に依存する。従って、入力されるクロック信号を生成する発振器の変更前に得られたPTPデバイス102の内部の累積データを使用して、入力されるクロック信号を生成する発振器の変更後に、1PPS信号等を生成すると、動作保証がされない。よって、PTPデバイス102に入力されるクロック信号を生成する発振器が変更された場合、PTPデバイス102の内部の累積データがリセットされることが求められる。
The
クロック選択部112は、PTPデバイス102に出力するクロック信号を、通常用(アクティブ系)と緊急用(スタンバイ系)との間で、切り替える。クロック選択部112に入力されるクロック信号は、クロックカードA200の高安定基準周波数発振器202で生成されたクロック信号、及び、クロックカードB300の高安定基準周波数発振器302で生成されたクロック信号である。クロック選択部112は、通常時、クロックカードA200の高安定基準周波数発振器202で生成されたクロック信号を、PTPデバイス102に出力する。クロック信号の切り替えは、例えば、切替用状態遷移制御部116からの指示により行われる。クロック選択部112は、選択部の一例である。
The
信号変化監視部114は、切替信号を監視して、変化があれば切替用状態遷移制御部116に通知する。
The signal
切替用状態遷移制御部116は、信号変化監視部114からのトリガ(通知)により、切替の遷移を制御する。
The switching state
同期状態監視制御部118は、PTPデバイス通信部120を経由して、PTPデバイス102の状態の読み出しとPTPデバイス102の操作とを実行する。
The synchronization state
PTPデバイス通信部120は、PTPデバイス102との間で、PTPデバイス102固有の通信を行う。PTPデバイス通信部112による通信は、例えば、I2C等の低速のシリアル通信である。
The PTP
GbEPHY130は、PTPマスタ300からPTPパケットを受信する。GbEPHY130は、PTPデバイス102に、PTPパケットを送信する。GbEPHY130は、PTPデバイス102から、PTPマスタ300向けのPTPパケットを受信する。GbEPHY130は、PTPパケットをPTPマスタ1100に送信する。
The
GPSモジュール140は、GPSアンテナで受信したGPS信号から、1PPS信号、ToDを生成し、PTPデバイス102に出力する。GPSによるクロックは、外部マスタークロックの一例である。
The
CPU150は、基地局間同期カード100を制御する。CPU150は、記録媒体に記録されたプログラムをメモリ160の作業領域にロードして実行し、プログラムの実効を通じて周辺機器等が制御されることによって、所定の目的に合致した機能を実現できる。CPU150の代わりにDSP(Digital Signal Processor)が使用されてもよい。
The
メモリ160は、CPU150で使用されるプログラムやデータが格納される。メモリ160は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。
The
基地局間同期カード100は、GbEPHY130及びGPSモジュール140のうち、少なくともいずれか1つを備えていればよい。
The inter-base
クロック選択部112、信号変化監視部114、切替用状態遷移制御部116、同期状態監視制御部118、PTPデバイス通信部120は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)を使用して実現される。
The
信号変化監視部114、切替用状態遷移制御部116、同期状態監視制御部118、PTPデバイス通信部120は、1つの制御部として動作してもよい。
The signal
クロックカードA200は、高安定基準周波数発振器202、DPLL204、選択器206、APLL208、位相差検出部210、異常時切替部212を含む。
The clock card A200 includes a highly stable
クロックカードB300は、高安定基準周波数発振器302、DPLL304、選択器306、APLL308、位相差検出部310、異常時切替部312を含む。
The clock card B300 includes a highly stable
クロックカードA200及びクロックカードB300で生成されるクロック信号は、無線カードなどに出力される。 Clock signals generated by the clock card A200 and the clock card B300 are output to a wireless card or the like.
クロックカードA200及びクロックカードB300は、同様の機能を有する。ここでは、クロックカードA200が通常時に使用されるクロックカードであり、クロックカードB300が緊急時に使用されるカードであるとする。ここでは、主として、クロックカードA200について説明する。 The clock card A200 and the clock card B300 have the same function. Here, it is assumed that the clock card A200 is a clock card used in a normal time, and the clock card B300 is a card used in an emergency. Here, the clock card A200 will be mainly described.
高安定基準周波数発振器202は、所定の周波数の信号(クロック信号)を発生する。所定の周波数は、例えば、5MHz又は10MHzである。高安定基準周波数発振器202が発生する信号は、DPLL204、基地局間同期カード100のクロック選択部112に出力される。
The highly stable
DPLL(Digital Phase Locked Loop)204は、デジタル位相同期回路である。D
PLL204は、高安定基準周波数発振器202又はPTPデバイス102からの信号に基づいて、位相差検出部210からの指示により、出力する信号の周波数を例えば1PPM単位で調整する。DPLL204は、3.84MHzの信号(通信用クロック信号)を選択器206に出力する。
A DPLL (Digital Phase Locked Loop) 204 is a digital phase synchronization circuit. D
The
選択器206は、2つの入力信号から1つの信号を選択し出力する。選択器206には、DPLL204からの信号、クロックカードB300からの信号が入力される。選択器206において、通常時、DPLL204からの信号が選択される。また、クロックカードB300の選択器306において、通常時、クロックカードA200からの信号が選択される。
The
APLL(Analog Phase Locked Loop)208は、アナログ位相同期回路である。APLL208は、選択器206から入力されるクロック信号に同期したクロック信号を出力する。APLL208から出力された信号(通信用クロック信号)は、無線カードに入力される。
An APLL (Analog Phase Locked Loop) 208 is an analog phase synchronization circuit. The
位相差検出部210は、自己位相を保存するレジスタを有し、外部の1PPS及びToDと、自己位相の1PPS及びToDとを比較することで、自己位相が遅れているか進んでいるかを検出する。位相差検出部210は、位相差により、DPLL204の同期位相を調整する。
The phase
異常時切替部212は、クロックカードB300の異常検出部314から異常通知を受けると、基地局間同期カード100の信号変化監視部114に、切替信号を送信する。
When receiving an abnormality notification from the abnormality detection unit 314 of the clock card B300, the abnormality time switching unit 212 transmits a switching signal to the signal
異常検出部214は、クロックカードA200の状態を監視し、クロックカードA200の異常を検出する。異常検出部214は、クロックカードA200が通常時に使用されるクロックカードとして動作しているときに、クロックカードA200の異常を検出すると、クロックカードB300の異常時切替部312に、異常通知を行う。
The
クロックカードB300の異常時切替部312は、クロックカードA200の異常検出部214から異常通知を受けると、基地局間同期カード100の信号変化監視部114に、切替信号を送信する。
When receiving an abnormality notification from the
複数の構成要素が一体となって1つの構成要素として動作してもよい。また、1つの構成要素が複数の構成要素に分かれて動作してもよい。さらに、複数の構成要素が別の複数の構成要素として動作してもよい。 A plurality of components may be integrated and operate as one component. One component may be divided into a plurality of components to operate. Furthermore, a plurality of components may operate as another plurality of components.
基地局間同期カード100、クロックカードA200、クロックカードB300の各ユニットは、ハードウェアの構成要素、ソフトウェアの構成要素、又は、これらの組み合わせとして、それぞれ実現され得る。
Each unit of the inter-base
ハードウェアの構成要素は、ハードウェア回路であり、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)、特定用途向け集積回路(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)、ゲートアレイ、論理ゲートの組み合わせ、アナログ回路等がある。 A hardware component is a hardware circuit, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array), an application specific integrated circuit (ASIC), a gate array, a combination of logic gates, an analog circuit, or the like. .
ソフトウェアの構成要素は、ソフトウェアとして所定の処理を実現する部品である。ソフトウェアの構成要素は、ソフトウェアを実現する言語、開発環境等を限定する概念ではない。 The software component is a component that realizes predetermined processing as software. The components of software are not a concept that limits the language, development environment, etc. for realizing software.
(時刻同期)
基地局間同期カード100のPTPデバイス102のクロック(内部クロック)を、PTPマスタ1100のクロックに、同期することについて説明する。
(Time synchronization)
The synchronization of the clock (internal clock) of the
PTPマスタ1100は、基地局間同期カード100のPTPデバイス102に対して、PTPマスタ1100における時刻T1に、Sync Messageを送信する。基地局間同期カード100は、PTPマスタ1100からのSync Messageを、PTPデバイス102における時刻T2に、受信する。また、PTPデバイス102は、PTPマスタ1100におけるSync Messageの送信時刻T1を、PTPマスタ1100からSync Follow up Messageで受信する。
The
また、PTPデバイス102は、PTPマスタ1100に対して、PTPデバイス102における時刻T3に、Delay Request Messageを送信する。PTPマスタ1100は、
PTPデバイス102からのDelay Request Messageを、PTPマスタ1100における
時刻T4に、受信する。また、PTPデバイス102は、PTPマスタ1100におけるDelay Request Messageの受信時刻T4を、PTPマスタ1100からDelay Response Messageで受信する。
Also, the
A Delay Request Message from the
PTPマスタ1100とPTPデバイス102との間の(一方向の)経路遅延Tdは、Td=((T2−T1)+(T4−T3))/2と算出される。経路遅延Tdを用いて、
PTPマスタ1100とPTPデバイス102との時間差Tmsは、Tms=Td−(T2−T1)=(T4−T3)−Tdと算出される。時間差Tmsは、PTPデバイス102で算出される。
The (one-way) path delay Td between the
The time difference Tms between the
時間差Tmsは、PTPデバイス102で、継続的に(例えば、所定時間毎に)算出され、PTPデバイス102に累積される。PTPデバイス102は、時間差Tmsの平均値を算出する。PTPデバイス102に累積される時間差Tmsや時間差Tmsの平均値は、累積データの例である。累積データは、PTPデバイス102に格納される。PTPデバイス102の内部クロックは、時間差Tmsの平均値を用いて、修正される。PTPデバイス102は、内部クロックに基づくクロック信号を、クロックカードA200およびクロックカードB300に出力する。時間差Tmsは、PTPデバイス102に入力されるクロック信号(高安定基準周波数発振器が生成するクロック信号)に依存する。従って、PTPデバイス102に入力されるクロック信号が変更されたにも関わらず、累積さ
れた時間差Tmsの平均値を用いて修正された、PTPデバイス102から出力されるクロック信号の精度は、保証されない。
The time difference Tms is calculated continuously (for example, every predetermined time) by the
GPSクロックにPTPデバイス102のクロック(内部クロック)を同期する場合、PTPデバイス102は、GPSクロックとPTPデバイス102のクロックとの時間差を算出する。当該時間差は、PTPデバイス102で、継続的に算出され、累積される。PTPデバイス102の内部クロックは、当該時間差の平均値を用いて、修正される。当該時間差も、PTPデバイス102に入力されるクロック信号に依存する。従って、PTPデバイス102に入力されるクロック信号が変更されたにも関わらず、累積された時間差の平均値を用いて修正された、PTPデバイス102から出力されるクロック信号の精度は、保証されない。
When synchronizing the clock (internal clock) of the
(動作例)
図4は、本実施形態のPTPデバイスに供給されるクロック信号の切り替えの動作フローの例を示す図である。
(Operation example)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an operation flow for switching the clock signal supplied to the PTP device of the present embodiment.
クロックカードA200において、異常が検出されると、クロックカードB300の異常時切替部312に通知される(S101)。クロックカードB300の異常時切替部312は、クロックカードA200の異常を認知すると、基地局間同期カード100に対し、切替信号を送信する(S102)。切替信号は、クロックカードの切り替え、及び、PTPデバイス102のリセットを指示する信号である。また、異常時切替部312は、クロックカードA200及びクロックカードB300に、自走モード(ホールドオーバーモード)に切り替えることを指示する(S103)。自走モードは、各クロックカードが基地局間同期カード100からのクロック信号に依存せずに、通信用クロック信号を出力するモードである。また、各クロックカードは、無線カード等に出力する通信用クロック信号を、クロックカードA200の通信用クロック信号から、クロックカードB300の通信用クロック信号に切り替える(S104)。
When an abnormality is detected in the clock card A200, the
基地局間同期カード100は、切替信号を受信すると、PTPデバイス102のリセットを行う(S105)。また、基地局間同期カード100は、PTPデバイス102に入力されるクロック信号を、クロックカードA200のクロック信号から、クロックカードB300のクロック信号に変更する(S106)。
When the inter-base
また、基地局間同期カード100は、PTPデバイス102の累積データを削除する。基地局間同期カード100のPTPデバイス102は、外部マスタークロックとの再同期処理を行う。基地局間同期カード100は、PTPデバイス102が再び同期状態になると、各クロックカードに対し、自走モードから従属モードに切り替えることを指示する(S107)。各クロックカードは、自走モードから従属モードに切り替え、PTPデバイス102によるクロック信号を受信する。これにより、各クロックカードは、再び、PTPデバイス102のクロック信号に基づいた通信用クロック信号を無線カードなどに向けて出力する。
Further, the inter-base
次に、本実施形態のPTPデバイスに供給されるクロック信号の切り替えの動作を、動作シーケンスを使用して、詳細に説明する。 Next, the operation of switching the clock signal supplied to the PTP device of this embodiment will be described in detail using an operation sequence.
図5及び図6は、本実施形態の動作シーケンスの例を示す図である。図5の「A」乃至「N」は、それぞれ、図6の「A」乃至「N」と接続する。 5 and 6 are diagrams illustrating an example of an operation sequence according to the present embodiment. “A” to “N” in FIG. 5 are connected to “A” to “N” in FIG. 6, respectively.
クロックカードA200の異常検出部214は、クロックカードA200の状態を監視する。異常検出部214は、クロックカードA200の異常を検出する(SQ1001)
と、クロックカードB300の異常時切替部312に、異常通知を送信する(SQ1002)。クロックカードA200の異常とは、例えば、高安定基準周波数発振器202の故障である。異常検出部214は、例えば、高安定基準周波数発振器202の故障を、高安定基準周波数発振器202のクロック信号の断検出で、検出する。
The
Then, an abnormality notification is transmitted to the abnormality
異常時切替部312は、クロックカードA200の異常検出部214からクロックカードA200の異常通知を受けると、切替信号を基地局間同期カード100の信号変化監視部114に送信する(SQ1003)。切替信号は、クロックカードの切り替え、及び、PTPデバイス102のリセットを指示する信号である。異常時切替部312は、例えば、クロックカードA200の点検、検査、修理等によりクロックカードA200が停止する場合に、切替信号を基地局間同期カード100の信号変化監視部114に送信してもよい。
Upon receiving an abnormality notification of the clock card A200 from the
異常時切替部312は、クロックカードA200の位相差検出部210に対し、自走モード(自走同期モード)に切り替えることを指示する(SQ1004)。クロックカードA200は、自走モードに切り替えることにより、PTPデバイス102からのクロック信号の影響を受けなくなる。また、異常時切替部312は、クロックカードB300の位相差検出部310に対し、自走モード(自走同期モード)に切り替えることを指示する(SQ1005)。クロックカードB300は、自走モードに切り替えることにより、PTPデバイス102からのクロック信号の影響を受けなくなる。各クロックカードは、PTPデバイス102からのクロック信号からの信号を受けなくても、自走モードで、所定時間の間、精度保証された通信用クロック信号を供給することができる。
The abnormal
また、異常時切替部312は、クロックカードA200の選択器206に対し、クロックカードB300からの信号を選択することを指示する(SQ1006)。クロックカードB300からの信号が選択されることにより、クロックカードA200からクロックカードB300によって生成された通信用クロック信号が無線カード400に出力されるようになる。異常時切替部312は、クロックカードB300の選択器306に対し、クロックカードB300のDPLL304からの信号を選択することを指示する(SQ1007)。クロックカードB300のDPLL304からの信号が選択されることにより、クロックカードB300からクロックカードB300によって生成された通信クロック信号が無線カード400に出力されるようになる。
In addition, the abnormality
一方、基地局間同期カード100の信号変化監視部114は、異常時切替部312から切替信号を受信すると、切替用状態遷移制御部116に、切替信号を受信したことを通知する(SQ1008)。
On the other hand, when the signal
切替用状態遷移制御部116は、信号変化監視部114から通知を受けると、同期状態監視制御部118に、リセット要求を送信する(SQ1009)。リセット要求は、PTPデバイス102のリセットを要求するものである。また、切替用状態遷移制御部116は、クロック選択部112に対し、選択するクロック信号を変更することを要求するクロック選択要求を送信する(SQ1010)。クロック選択部112は、切替用状態遷移制御部116からクロック選択要求を受信すると、PTPクロックに入力するクロック信号を、クロックカードA200のクロック信号からクロックカードB300のクロック信号に切り替える。クロックカードA200のクロック信号は、高安定基準周波数発振器202によって生成される。クロックカードB300のクロック信号は、高安定基準周波数発振器302によって生成される。
When receiving the notification from the signal
同期状態監視制御部118は、切替用状態遷移制御部116からリセット要求を受信すると、PTPデバイス通信部120に対し、PTPデバイス102をリセットすることを
指示する(SQ1011)。
When receiving the reset request from the switching state
PTPデバイス通信部120は、同期状態監視制御部118から指示を受けると、PTPデバイス102に対し、リセット指示を送信する(SQ1012)。
When receiving the instruction from the synchronization state
PTPデバイス102は、リセット指示を受信すると、PTPデバイス102のリセット処理を行う。PTPデバイス102は、リセット処理では、クロック信号の生成に使用される累積データの削除を行う。PTPデバイス102はリセット処理が終了すると、GbEPHY130を介したPTPマスタ1100又はGPSモジュール140との間で、改めて同期処理(再同期処理)を行う。再同期処理では、例えば、PTPデバイス102は、PTPマスタ1100との間でPTPパケットの送受信を繰り返し、平均値処理等を行う。再同期処理が終了すると、PTPデバイスは同期状態となる。PTPデバイス102は、高安定基準周波数発振器202が生成したクロック信号を使用している際に累積された累積データを、高安定基準周波数発振器302が生成したクロック信号を使用している際に、使用しない。よって、PTPデバイス102は、精度保証されたクロック信号を出力することができる。
When receiving the reset instruction, the
同期状態監視制御部118は、PTPデバイス通信部120を介して、PTPデバイス102の状態の読み出しを行う。同期状態監視制御部118は、PTPデバイス102のリセット処理及び再同期処理が終了し、PTPデバイス102が再び同期状態となったのを確認すると、リセット処理及び再同期処理の終了を切替用状態遷移制御部116に通知する(SQ1013)。同期状態監視制御部118は、リセット処理の開始から所定時間経過時を、リセット処理の終了としてもよい。
The synchronization state
切替用状態遷移制御部116は、PTPデバイス通信部120から通知を受けると、位相差検出部210に対し、自走モードから従属モードに切り替えることを指示する(SQ1014)。クロックカードA200は、従属モードに切り替えることにより、PTPデバイス102からの10MHzの信号(クロック信号)を受信する。
When receiving the notification from the PTP
位相差検出部210は、外部の1PPS及びToDと、自己位相の1PPS及びToDとを比較することで、自己位相が遅れているか進んでいるかを検出する。位相差検出部210は、位相差を解消すべく、DPLL204の同期位相を調整する。位相調整により、外部の信号の位相と自己位相との間の位相差は徐々に解消される。位相調整については、後に詳述する。
The phase
また、切替用状態遷移制御部116は、PTPデバイス通信部120から通知を受けると、位相差検出部310に対し、自走モードから従属モードに切り替えることを指示する(SQ1015)。クロックカードB300は、従属モードに切り替えることにより、PTPデバイス102からの10MHzの信号を受信する。
In addition, when receiving the notification from the PTP
位相差検出部310は、外部の1PPS及びToDと、自己位相の1PPS及びToDとを比較することで、自己位相が遅れているか進んでいるかを検出する。位相差検出部310は、位相差を解消すべく、DPLL204の同期位相を調整する。位相調整により、外部の信号の位相と自己位相との間の位相差は徐々に解消される。
The phase
図7は、位相調整の動作フローの例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation flow of phase adjustment.
位相差検出部210は、基準クロック信号であるPTPデバイス102からの1PPS及びToDと、自己位相の1PPS及びToDとを比較する(S201)。
The phase
位相差検出部210は、基準クロック信号の位相と自己位相との間に位相差があるか否かを判定する(S202)。位相差がない場合(S202;YES)、処理が終了する。位相差がある場合(S202;NO)、処理がステップS203に進む。
The phase
位相差検出部210は、基準クロック信号の位相に対して自己位相が進んでいるか否かを判定する(S203)。基準クロック信号の位相に対して自己位相が遅れている場合(S203;YES)、処理がステップS204に進む。基準クロック信号の位相に対して自己位相が進んでいる場合(S202;NO)、処理がステップS205に進む。
The phase
ステップS204では、位相差検出部210は、DPLL204の周波数を+1PPM(parts per million)にする。その後、処理がステップS201に戻る。
In step S204, the phase
ステップS205では、位相差検出部210は、DPLL204の周波数を−1PPMにする。その後、処理がステップS201に戻る。
In step S205, the phase
このようにすることにより、基準クロックの位相と自己位相との間に位相差が徐々に解消される。 By doing so, the phase difference is gradually eliminated between the phase of the reference clock and the self phase.
クロックカードB300の位相差検出部310についても、クロックカードA200の位相差検出部210と、同様である。
The phase
(実施形態の作用、効果)
無線基地局10における基地局間同期カード100のPTPデバイス102は、クロックカードA200の高安定基準周波数発振器202又はクロックカードB300の高安定基準周波数発振器302が生成するクロック信号を受信する。基地局間同期カード100は、高安定基準周波数発振器を有さない。PTPデバイス102は、入力されるクロック信号が切り替えられる際に、PTPデバイス102の内部の累積データを削除する。PTPデバイス102は、切り替えられたクロック信号を用いて、外部マスタークロックに内部のクロックを同期する。PTPデバイス102に入力されるクロック信号が切り替えられる際に、PTPデバイス102の内部の累積データが削除される。これにより、切り替え後に、PTPデバイス102は、切り替え前の累積データの影響を受けることなく、PTPデバイス102の内部クロックを外部マスタークロックに同期させることができる。即ち、基地局間同期カード100は、PTPデバイス102に供給されるクロックを切り替えた後も、精度保証されたクロック信号を出力することができる。
(Operation and effect of the embodiment)
The
各クロックカードが自走モードで動作している間に、PTPデバイス102は、累積データを削除し再同期処理を行う。これにより、基地局間同期カード100は、クロックカードからの通信用クロック信号の供給に影響をあたえることなく、PTPデバイス102に供給するクロック信号を切り替えることができる。
While each clock card is operating in the free-running mode, the
基地局間同期カード100が高安定基準周波数発振器を有さないので、従来技術と比べて、無線基地局10における高安定基準周波数発振器の個数が削減される。また、基地局間同期カード100が高安定基準周波数発振器を有さないので、従来技術と比べて、高安定基準周波数発振器を取り除くことで実装面積が削減される。
Since the inter-base
10 無線基地局
100 基地局間同期カード
102 PTPデバイス
112 クロック選択部
114 信号変化監視部
116 切替用状態遷移制御部
118 同期状態監視制御部
120 PTPデバイス通信部
130 GbEPHY
140 GPSモジュール
150 CPU
160 メモリ
200 クロックカードA
202 高安定基準周波数発振器
204 DPLL
206 選択器
208 APLL
210 位相差検出部
212 異常時切替部
214 異常検出部
300 クロックカードB
302 高安定基準周波数発振器
304 DPLL
306 選択器
308 APLL
310 位相差検出部
312 異常時切替部
314 異常検出部
400 制御カード
500 無線カード
600 スイッチカード
700 局インタフェースカード
1100 PTPマスタ
1200 GPSアンテナ
10 radio base stations
100 Inter-base station synchronization card
102 PTP device
112 Clock selector
114 Signal change monitoring unit
116 State transition control unit for switching
118 Synchronous state monitoring control unit
120 PTP device communication unit
130 GbEPHY
140 GPS module
150 CPU
160 memory
200 Clock card A
202 Highly stable reference frequency oscillator
204 DPLL
206 Selector
208 APLL
210 Phase difference detector
212 Abnormal switching unit
214 Anomaly detector
300 Clock card B
302 Highly stable reference frequency oscillator
304 DPLL
306 Selector
308 APLL
310 Phase difference detector
312 Abnormal switching unit
314 Abnormality detection unit
400 control card
500 wireless card
600 switch card
700
Claims (2)
前記第1発振器が生成したクロック信号および前記第2発振器が生成したクロック信号のうちいずれか一方を内部クロックとして選択する選択部と、
外部マスタークロックと前記内部クロックとの経路遅延の時間差に基づく累積データを格納し、前記累積データを用いて、前記外部マスタークロックに前記内部クロックを同期させ、前記同期させたクロック信号を前記第1発振器および前記第2発振器に出力するクロック部と、
前記選択部で選択されるクロック信号を切り替えることを指示する切替信号を受信した場合、前記選択部に選択するクロック信号を切り替えることを指示し、前記クロック部に前記累積データを削除することを指示する制御部と、を備え、
前記選択部は、前記制御部からの指示に基づいて、選択するクロック信号を切り替え、
前記クロック部は、前記累積データを削除する指示を受けた場合、前記累積データを削除し、前記選択部によって切り替えられたクロック信号を前記外部マスタークロックに同期させ、前記同期させたクロック信号を前記第1発振器および前記第2発振器に出力するクロック発生装置。 A clock generator connected to a first device having a first oscillator for generating a clock signal and a second device having a second oscillator for generating a clock signal,
A selector that selects one of the clock signal generated by the first oscillator and the clock signal generated by the second oscillator as an internal clock ;
Storing the accumulated data to an external master clock based on the time difference between the path delay between the internal clock, the accumulated data using the external master clock to synchronize the internal clock, wherein the clock signal synchronized first An oscillator and a clock unit for outputting to the second oscillator ;
When a switching signal instructing switching of the clock signal selected by the selection unit is received, the selection unit is instructed to switch the clock signal to be selected, and the clock unit is instructed to delete the accumulated data. A control unit,
The selection unit switches a clock signal to be selected based on an instruction from the control unit,
Said clock unit, when receiving an instruction to remove the accumulated data, the delete cumulative data, said to synchronize the clock signal is switched before Kigaibu master clock by the selection unit, a clock signal obtained by the synchronization Is generated to the first oscillator and the second oscillator .
クロック発生装置が、
前記第1発振器が生成したクロック信号および前記第2発振器が生成したクロック信号のうちいずれか一方を内部クロックとして選択し、
外部マスタークロックと前記内部クロックとの経路遅延の時間差に基づく累積データを格納し、前記累積データを用いて、前記外部マスタークロックに前記内部クロックを同期させ、前記同期させたクロック信号を前記第1発振器および前記第2発振器に出力し、
選択されるクロック信号を切り替えることを指示する切替信号を受信した場合、選択するクロック信号を切り替え、前記累積データを削除し、切り替えられたクロック信号を前記外部マスタークロックに同期させ、前記同期させたクロック信号を前記第1発振器および前記第2発振器に出力する
クロック発生方法。 In a clock generator connected to a first device having a first oscillator for generating a clock signal and a second device having a second oscillator for generating a clock signal,
The clock generator
Selecting one of the clock signal generated by the first oscillator and the clock signal generated by the second oscillator as an internal clock ;
Storing the accumulated data to an external master clock based on the time difference between the path delay between the internal clock, the accumulated data using the external master clock to synchronize the internal clock, wherein the clock signal synchronized first Output to the oscillator and the second oscillator ;
When receiving the switch signal for instructing to switch the clock signal to be selected, switch the clock signal for selecting, to remove the accumulated data, to synchronize the clock signal is switched before Kigaibu master clock, then the synchronization A clock generation method for outputting a clock signal to the first oscillator and the second oscillator .
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